德国易福门IFM速度传感器的分类及原理

速度传感器是什么

      传感器（sensor）是一种将非电量（如速度、压力）的变化转变为电量变化的原件，根据转换的非电量不同可分为压力传感器、速度传感器、温度传感器等，是进行测量、控制仪器及设备的零件、附件。

　　velocity在机器人自动化技术中，旋转运动速度测量较多，而且直线运动速度也经常通过旋转速度间接测量。例如：测速发电机可以将旋转速度转变成电信号，就是一种速度传感器。测速机要求输出电压与转速间保持线性关系，并要求输出电压陡度大，时间及温度稳定性好。测速机一般可分为直流式和交流式两种。直流式测速机的励磁方式可分为他励式和永磁式两种，电枢结构有带槽的、空心的、盘式印刷电路等形式，其中带槽式为常用。

速度传感器种类较多，比较常见的有磁电式、光电式、霍尔式速度传感器。

一、磁电式速度传感器

       磁电式传感器原理图

磁电式速度传感器是汽车中常用的传感器类型之一。

该型传感器一般由磁铁和带有线圈绕组的铁芯组成；

当信号盘的齿谷及齿顶交替经过带有永磁铁及线圈的传感器时，就会产生一个交变磁场，使线圈产生一个正弦感应电压，

电压强度及频率与转速有关，转速越高，感应电动势越强，磁电式速度传感器本身就相当于一个交流发电机，所以，磁电式速度传感器产生的是交流电。

由于该电压由两者互感生成，所以安装间隙不宜过大，一般在0.3-2mm之间。

该型传感器常用在发动机的曲轴及凸轮轴上，用做计算发动机的转速及判缸之用，有些自动变速箱上的车速传感器也采用这种形式的传感器。

二、霍尔式速度传感器

    霍尔式速度传感器是利用霍尔效应原理制成的传感器。

霍尔效应就是当电流通过磁场中半导体基片（霍尔元件）并且电流方向与磁场方向垂直时，电荷在磁场力的作用下向一侧偏移，

在垂直于电流与磁场的霍尔元件的横向侧面上即产生一个与电流和磁场成正比的电压，这个电压就称为霍尔电压。

原理如下图所示：

霍尔式传感器也是通过信号盘经过传感器时使霍尔元件的磁场强度改变来产生的脉冲电压，

由于霍尔式传感器产生的信号强度比较小，所以在传感器内部加有放大电路。

霍尔元件必须有一个参考电压及工作回路才能正常工作，

在汽车上参考电压一般都是5V，

所以在汽车上的霍尔速度传感器一般有三根线，分别是：

5V电源、回路及信号线。

霍尔式传感器也是汽车中常用的传感器类型之一。

三、光电效应式速度传感器

透光型光电式传感器

光电式传感器有透光型和反光型传感器，

主要就是由发光二极管和光敏晶体管组成，

      汽车中常用透光型光电传感器，当带有孔隙的信号盘转动时，由发光二极管发出的光间断性照射在光敏晶体管上，光敏晶体管对光的敏感性*，当有光照射到光敏晶体管上时，光敏二极管产生电压，当光被信号盘上不带孔的部位遮挡住时则光敏晶体管电压为0。

该型传感器可以装在汽油机的分电器上，也可以装在凸轮轴上。

磁电式转速传感器的动作原理

如图7所示，叶轮的叶片边缘贴有反射膜，流体流动时带动叶论旋转，页轮每转动一周光纤传输反光一次，产生一个电脉冲信号。可由检测到的脉冲数，计算出流速。使脉冲数与叶轮转速再与流速建立关系。利用标定曲线V=kn+c计算流速V。其中：k为变换系数：c为预置值，n为叶轮转速。可将叶轮的转速直接换算成流速。

［2］光电风速传感器

图8示出，风带动风速计旋转，经齿轮传动后带动凸轮成比例旋转。光纤被徒轮轮番遮断形成一串光脉冲，经光电管转换成定信号，经计算可检测出风速。

非接触式旋转速度传感器寿命长，无需增加补偿电路。但脉冲当量不是距离（mm）整数倍，因此速度运算相对比较复杂。

旋转式速度传感器的性能可归纳如下：

（1）传感器的输出信号为脉冲信号，其稳定性比较好，不易受外部噪声干扰，对测量电路无特殊要求。

（2）结构比较简单，成本低，性能稳定可靠。功能齐全的微机芯片，使运算变换系数易于获得，故目前速度传感器应用极为普遍。